Καταδυτικά Αέρια


Βασικά χαρακτηριστικά των αερίων που χρησιμοποιούμε στην κατάδυση.

Ατμοσφαιρικός Αέρας

Η Γη περιβάλλεται από στρώμα αερίων που ονομάζουμε ατμόσφαιρα και συγκρατείται λόγω βαρύτητας. Η σύσταση της ατμόσφαιρας δεν είναι σταθερή, ποικίλει σε σύνθεση ανάλογα με την γεωγραφική περιοχή (Θερμοκρασία, υψόμετρο, εκπομπές ρύπων)
Ο ατμοσφαιρικός αέρας περιέχει άζωτο, οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα, νέον, αργό και άλλα αέρια σε μικρότερες ποσότητες. Η αναλογία των αερίων αυτών σε ξηρή (χωρίς υδρατμούς) ατμόσφαιρα παρουσιάζεται στον παρακάτω πίνακα.

Σύσταση Ατμοσφαιρικού Αέρα
Αέριο Αναλογία
Άζωτο (N2) 78.084%
Οξυγόνο (O2) 20.946%
Διοξείδιο του Άνθρακα (CO2) 0.033%
Αργό (Ar) 0.934%
Άλλα αέρια 0.01%

Ο ατμοσφαιρικός αέρας σαν αναπνεύσιμο αέριο δημιουργεί προβλήματα όταν γίνεται χρήση αυτού σε βάθη πέρα των 40 μέτρων. Η “ναρκωτική” επίδραση του αζώτου αλλά και η αυξημένη πυκνότητα του αερίου σαν αποτέλεσμα έχει την αύξηση του έργου της αναπνοής που οδηγεί στην μείωση ροής του αέρα στους αεραγωγούς άρα…. μη επαρκή αερισμό των πνευμόνων.

Οξυγόνο O2

Διαλυτότητα = 0.11
Ναρκωτική δράση = 0.45
Mol.βάρος = 32 g/mol

Το οξυγόνο είναι απαραίτητο για την ζωή αλλά προκαλεί τοξικές αντιδράσεις όταν εισπνέεται σε μεγάλες πιέσεις. Οι περισσότεροι οργανισμοί προσλαμβάνουν οξυγόνο για την λειτουργία της κυτταρικής αναπνοής. Το οξυγόνο της ατμόσφαιρας που αναπνέουμε είναι σε μορφή μορίων. Το μόριο του Οξυγόνου αποτελείται από δύο άτομα (Ο2). Είναι το πιο διαδεδομένο χημικό στοιχείο αποτελώντας το 21% του αέρα που αναπνέουμε και το 47% w/w στο στερεό φλοιό της Γης.
Είναι απαραίτητο στοιχείο για την καύση. Δεν είναι εύφλεκτο (δεν μπορεί να καεί) αλλά έχει την ικανότητα να προκαλεί έκρηξη σε συγκεκριμένες συνθήκες.

Το οξυγόνο είναι αέριο άχρωμο, άοσμο και άγευστο.
Ανάλογα το ποσοστό οξυγόνου το περιβάλλον χαρακτηρίζεται σε:
Νορμοξικό Οξυγόνο σε ποσοστό 18% – 21%
Υπεροξικό Οξυγόνο σε ποσοστό ≥ 23%
Υπ οξικό Οξυγόνο σε ποσοστό <18%
Ανοξικό Περιβάλλον όπου απουσιάζει το Οξυγόνο

Οργανισμοί όπως ο Compressed Gas Association (CGA) έχουν θεσπίσει προδιαγραφές ποιότητας για τον συμπιεσμένο ατμοσφαιρικό αέρα που χρησιμοποιούμε σαν αναπνεύσιμο αέριο στις καταδύσεις. Η κλάση Ε για καταδυτική χρήση έχει τα ακόλουθα κριτήρια καθαρότητας – προδιαγραφές:

Οξυγόνο 20-21%
Υδρατμοί 128 ppm
Υγροποιημένοι υδρογονάνθρακες 0,1 mg/m3
Σύνολο υδρογονανθράκων 25
Στερεά σωματίδια <2 μm
Μονοξείδιο του άνθρακα 10 ppm
Διοξείδιο του άνθρακα 500 ppm
Οσμή καμία

Άζωτο N2

Διαλυτότητα = 0.052
Ναρκωτική δράση = 1
Mol. βάρος = 28 g/mol

Είναι αέριο, άχρωμο, άοσμο και άγευστο.
Η συγκέντρωση του αζώτου στον ατμοσφαιρικό αέρα είναι 78,084% και είναι απαραίτητο συστατικό όλων των ζωντανών οργανισμών.
Βασικός ρόλος του αζώτου μέσα στον ατμοσφαιρικό αέρα είναι να διατηρεί σχετικά χαμηλή τη συγκέντρωση του οξυγόνου σε αυτή, μειώνοντας έτσι τη δραστικότητά του με αποτέλεσμα όλες οι οξειδώσεις στη φύση, η καύση και η σήψη να προχωρούν με τη γνωστή μικρή φυσική τους ταχύτητα.
Το άζωτο δεν είναι δηλητηριώδες αέριο αλλά μπορεί να προκαλέσει ασφυξία.
Το εισπνεόμενων από τον άνθρωπο άζωτο κανονικά διαλύεται ελάχιστα στο αίμα. Κάτω όμως από αυξημένη πίεση όπως στην κατάδυση η διαλυτότητά του αυξάνεται. Έτσι, με την μείωση της πίεση όπως συμβαίνει στην φάση της ανάδυσης μειώνεται η διαλυτότητα με αποτέλεσμα μέσο διαφόρων μηχανισμών και λειτουργιών την δημιουργία φυσαλίδων.

Ήλιο He

Διαλυτότητα = 0.015
Ναρκωτική δράση = 5
Mol. βάρος = 4 g/mol

Το ήλιο είναι αέριο άχρωμο, άοσμο, άγευστο και μη-τοξικό.
Είναι το πιο αδρανές χημικό στοιχείο.
Το ήλιο είναι εξαιρετικά ελαφρύ και δεν μπορεί να συγκρατηθεί από το βαρυτικό πεδίο της γης. Στην ατμόσφαιρα το βρίσκουμε μόνο σε ίχνη (5,24 ppm)
Το ήλιο είναι το μοναδικό χημικό στοιχείο που ανακαλύφθηκε πρώτα έξω από τη Γη. Έχει τη μικρότερη διαλυτότητα στο νερό από κάθε άλλο γνωστό αέριο.
Το ήλιο έχει την ιδιότητα να περνάει εύκολα πολύ λεπτά τριχοειδή αγγεία και σχισμές. Έχει τεράστια θερμική αγωγιμότητα και αυτός είναι ένας από τους λόγους που αποφεύγουμε την πλήρωση της στεγανής στολής με μίγματα που περιέχουν ήλιο.
Στη γη το ήλιο υπάρχει σε μικρές συγκεντρώσεις στην ατμόσφαιρα. Σε μεγαλύτερες συγκεντρώσεις που φτάνουν μέχρι και το 7% ανευρίσκεται στο φυσικό αέριο από το οποίο και παράγεται με κλασματική απόσταξη. Σαν αδρανές αέριο με πολύ μικρή διαλυτότητά στο νερό χρησιμοποιείται για να μειώσει το ποσοστό του αζώτου σε καταδυτικά μίγματα.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s